[发明专利]一种具有高稳定性的水系锂离子电池电极的制作方法

说明书

一种具有高稳定性的水系锂离子电池电极的制作方法，包括如下步骤：S1、PTFE的分散；S2、混合浆料；S3、浆料增稠；S4、PTFE纤维化；S5、电极制备。其优点是：使用PTFE分散乳液作为PTFE颗粒的原材料，在采用无水乙醇对浆料进行破乳后，于增稠步骤中采用水浴蒸发方式将无水乙醇蒸发，再利用磁力搅拌功能对增稠的电极浆料施予剪切力，使得PTFE纤维化大大增强了电极浆料的粘性以及烘干后电极混料的可塑性和弹性，从而使得电极混料与集流体经压实后接合紧密，不易脱落，最大可能的减小了电极混料和集流体之间的电阻。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地说是一种具有高稳定性的水系锂离子电池电极的制作方法。

背景技术

自J.R.Dahn的研究团队在二十世纪九十年代首次尝试在将水系溶液运用到离子电池中并取得了成功以后，考虑到环境保护和经济效益等可持续发展的因素，水系锂离子电池的研究正逐步得到重视。

然而，随着电解液从非水系到水系环境的改变，电极的结构和制作工艺也需要做相应的调整。对于传统的锂离子电池而言，所采用的是有机电解液，油性粘接剂常被用于电极的制备。但若是在水系锂离子电池结构中继续沿用油性粘接剂，那么电极活性材料在水系电解液中的电化学性能将会在某种程度上遭到屏蔽，主要是因为油性粘结剂对水的亲和性很差的缘故。因此用水性粘接剂来替换油性类是非常必要的。PTFE可谓是最为广泛使用的该类水性粘结剂，但是该物质的粘性并非与生俱来的，而是需要外界对其施予定向剪切力使其完成纤维化后才能够体现。

通过大范围地查阅有关水系锂离子电池的文献和相应技术文件后，并未发现在电极制备过程中有对PTFE的粘性激发做详细说明的过程，但若是PTFE粘性较差，电极的稳定性将受到极大影响。从而，严重影响了电极材料的电化学性能的测试。因此，如何提供解决上述技术问题是目前亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明提供制备方法简单，且定向提高PTFE(聚四氟乙烯)的粘性的一种具有高稳定性的水系锂离子电池电极的制作方法。

一种具有高稳定性的水系锂离子电池电极的制作方法，包括如下步骤：

S1、PTFE的分散：在PTFE分散乳液中加入无水乙醇后，超声分散，待在混合液内无法观测到明显乳白色团聚物或沉淀时，PTFE分散完成；

优选地，步骤S1中，PTFE分散乳液中PTFE为60wt％，且每1gPTFE分散乳液中混合50～200ml无水乙醇；

优选地，步骤S1中，超声分散时间为30～45min，且超声分散过程中每隔15min换水一次，防止超声机中水温过热；

进一步地，步骤S1中，将PTFE分散乳液与无水乙醇混合，用于对PTFE破乳；

S2、混合浆料：将步骤S1中经超声后的物质置入磁力搅拌器上搅拌，且一边搅拌一边加入导电剂与电极活性材料，密封后再持续搅拌一夜，获得浆料；

步骤S2中，电极活性材料与导电剂的用量与步骤S1中获得的分散PTFE用量按照，电极活性材料：导电剂：PTFE为15:3:2的质量比计算；

进一步地，步骤S2中，所述导电剂为乙炔黑，所述电极活性材料为嵌锂材料；

S3、浆料增稠：将经过步骤S2处理的浆料置入水浴装置中，一边磁力搅拌，一边加热水浴装置内水至沸腾，待浆料至牙膏状停止加热，取出、密封备用；

步骤S3中，磁力搅拌的速度为5r/s；

优选地，步骤S3中，磁力搅拌时，水浴装置中水加热，用以将浆料中无水乙醇蒸发；

S4、PTFE纤维化：将步骤S3获得的浆料置于磁力搅拌器上，以30～40r/s的转速搅拌，直至浆料至奶油状，停止搅拌，PTFE纤维化完成；